JPH01230988A

JPH01230988A - 排ガスを利用した原料の予熱方法

Info

Publication number: JPH01230988A
Application number: JP5459088A
Authority: JP
Inventors: Kazuo Tanaka; 和夫田中; Masayoshi Sano; 佐野　正義; Haruo Oguro; 大黒　治男
Original assignee: Nippon Steel Corp
Current assignee: Nippon Steel Corp
Priority date: 1988-03-07
Filing date: 1988-03-07
Publication date: 1989-09-14
Anticipated expiration: 2009-08-10
Also published as: JPH0660794B2

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】〔産業上の利用分野〕本発明は、溶解又は精錬を行う電気炉（以下、これを単
に電気炉という）で発生する排ガスを利用して、金属ス
クラップ、石灰石、鉄鉱石等の、固形原料を予熱する方
法に関する。

〔従来の技術〕

たとえば、金属スクラップ等の原料を、予熱された状態
で電気炉に装入するとき、溶解又は精錬に消費される電
力等のエネルギーが予熱分だけ節減される。そして、予
熱状態で原料を装入するため、冷材の装入に比較し炉況
を大きく乱すことがないため、安定した操業状態が得ら
れる。また、最近では、バケットで一次予熱した原料の
仕上げ予熱に溶解炉又は精錬炉を使用し、可能な限り高
い温度に原料を予熱することが検討されている。

この原料予熱のため、従来から、熱源として電気炉で発
生する排ガスを利用する各種の方法が提案されている。

この排ガスを原料予熱に利用するとき、排熱の回収が有
効に行われる。また、排ガスに浮遊しているダストも、
排ガスが原料層を通過することによって、その原料層に
捕捉・除去される。しかしながら、電気炉で発生する排
ガスの流量及び温度は、一定したものではなく、これを
そのまま原料予熱炉に送り込むと、排ガスの流量や温度
及び原料の通気抵抗等の変動によって電気炉の炉内圧が
変動し、操業状態が不安定になる。

そこで、多量の排ガスが電気炉で発生した場合に、その
一部のみを原料予熱に使用することにより、炉内圧を制
御し操業状態に悪影響を与えないようにする方法が開発
されている。

たとえば、アーク溶解中の電気炉の排ガスのみによって
原料予熱するとき、特公昭５８−１０６７４号公報にお
いては、アーク炉から予熱炉を経て冷却器及び排気ファ
ンに至る排ガスダクトの途中に、前記予熱炉を迂回する
バイパス管を設け、前記予熱炉に送り込まれる排ガスの
温度が設定値を超えたとき、バイパス管を経て排ガスを
冷却器に流している。

また、特開昭５７−３３７８７号公報においては、電気
炉から予熱炉を経て冷却器及び排気ファンに至る排ガス
ダクトの途中に流量調整弁を設け、この流量調整弁によ
り電気炉の炉内圧を一定に維持し、操業状態を安定化さ
せる方法が採られている。

〔発明が解決しようとする課題〕

特公昭５８−１０６７４号公報のように、電気炉からバ
イパス管を介して冷却器に排ガスを直接送り込む場合、
冷却器における温度変化が大きくなり、排ガスの冷却に
使用される水等の冷媒の流量を複雑に変化させることが
必要となる。また、排ガスが保有する熱量を、効率良く
原料の予熱に回収することができない。更には、排ガス
が原料層を通過することによるフィルタ効果が得られず
、冷却器に送り込まれる排ガスに多量のダストが４遊す
るため、広範囲にわたって変化するダスト濃度に対して
有効なバグフィルタ等の除摩設備が必要とされる。

また、特開昭５７−３３７８７号公報のように、排ガス
ダクトの途中に設けた流量調整弁により炉内圧を一定に
維持する方法では、電気炉を２基又はそれ以上配置する
場合、予熱炉に送り込む排ガスの流量及び温度の変動幅
が大きく、且つ排ガスが予熱炉の原料】を通過するとき
の通気抵抗も変動し、更に予熱炉の出側における排ガス
の温度も変化するため排風ファンの昇圧能力も変動する
。これらの変動要因によって、炉内圧の制御精度が低下
する。このため、電気炉の排ガス集塵状態が不安定とな
り、炉内圧上昇に伴う炉内からの発塵に起因して建屋内
の環境が悪化し、また炉内圧低下に伴い炉内への侵入空
気によって熱効率の低下が生じる。

そこで、本発明は、溶解炉又は精錬炉で発生する排ガス
の全量を制御された流量条件の下でバケットに送り込む
ことによって、排ガスが保存する熱量を原料予熱用熱源
として有効に回収すると共に、安定した条件下でバケッ
ト予熱を行うことを目的とする。

〔課題を解決するための手段及び作用〕本発明の予熱方
法は、その目的を達成するために、バケット内で一次予
熱した固形原料を電気炉、に投入して二次予熱し、次い
で予熱された原料を前記電気炉内で溶解又は精錬する際
、前記電気炉を２基又はそれ以上配置し、その一部が二
次予熱状態にあるとき残りの電気炉を溶解又は精錬状態
に置き、前記バケットに至るダクトを経由して前記複数
の電気炉で発生した排ガスを前記バケットに導き、前記
ダクト内における排ガスのバケット入側圧力に基づいて
、前記バケットの出側に接続された排気ダクトに設けら
れている排気ファンの回転数を制御することを特徴とす
る。

以下、図面を参照しながら、本発明の特徴を具体的に説
明する。なお、以下の例においては、予熱される原料と
してステンレス鋼スクラップを使用したが、他の金属ス
クラップ、鉄鉱石、各種合金９石灰石等に対しても本発
明が同様に適用されるものであることは勿論である。

第１図は、本発明に従った原料予熱を説明するための全
体的なフローを示す。図示の場合、２基の電気炉を配置
し、これらを交互に仕上げ予熱及び溶解に使用している
。

ステンレス鋼スクラップ等は、予熱原料１として先ずバ
ケット２に投入され、２００〜３００℃の温度に一次予
熱される。次いで、予熱原料１は、電気炉３に装入され
る。この電気炉３は、燃料の燃焼によって予熱原料１を
加熱する加熱器４を備えている。予熱原料１は、クロム
等の有価金属の酸化が過大とならない温度（約７００℃
）まで電気炉３で二次予熱、すなわち仕上げ予熱される
。このとき電気炉５は、予熱された原料を溶解している
状態にある。この電気炉５による溶解が終了すると、電
気炉３は、加熱器４が取り外され、電極６が取り付けら
れる。そして、電気炉３において、原料の溶解が開始さ
れる。

電気炉３，５には、それぞれ炉内圧検出器７ａ。

７ｂが設けられており、電気炉３．５の炉内圧を検出す
る。この検出値を設定値と比較し、該設定値となるよう
に流量調整弁３ａ、　３ｂの開度を調整することにより
、電気炉３．５の炉内圧を設定値に維持することができ
る。

電気炉３及び電気炉５で発生した排ガスは、それぞれの
分岐ダク）９ａ、　９ｂから集合ダクト１０に集められ
、バケット２に全潰送り込まれる。集合ダクト１０の途
中には入側弁１１が設けられており、この入側弁１１の
前方の排ガスの圧力を圧力検出器１２で検出する。排ガ
スは、上方から下方に向けてバケット２に送り込まれ、
バケット２内の原料を予熱した後、下部の排気ダクト１
３を経て排気ファン１４に送られる。なお、圧力検出器
１２は、入側弁１１の後方に設けても良い。

また、電気炉の操業状態については、全ての炉が二次予
熱又は溶解状態にあるとは限らず、一部の炉は、原料装
入、加熱器４又は電極６の着脱。

出鋼等の状態もある。このようなとき、当該炉の流量調
整弁８ａ又は８ｂを閉じ、当該炉からは排ガスを吸引し
ない。また、何れの炉も二次予熱又は溶解状態にない場
合は、入側弁１１及び出側弁１６を閉じ、バイパス弁１
８を開き、排気ファン１４．２０を低速運転する。

排気ファン１４は、回転数制御器１５で回転数が制御さ
れる。この回転数制御器１５は、前述の圧力検出器１２
で検出されたバケット入側での排ガスの圧力が設定値と
なるように、排気ファン１４の回転数を調節する。すな
わち、多量の排ガスがバケット２に送給され圧力が上昇
するときには、排気ファン１４の回転数を大きくして、
多量の排ガスをバケット２から吸引して、バケット入側
の圧力を一定にする。他方、比較的少量の排ガスがバケ
ット２に送り込まれ圧力が低下するとき、排気ファン１
４の回転数を下げ排ガスの吸引量を低減する。

したがって、電気炉３及び電気炉５で発生した排ガスの
全量がバケット２内における原料の予熱に利用され、排
熱が効率良く原料予熱に消費される。

また、排気ダクト１０からバケット２を経由しないバイ
パス管１７が排気ダクト１３に連絡され、このバイパス
管１７の途中にバイパス弁１８が設けられている。この
バイパス管ビは、バケット２で予熱原料１を詰め替える
とき等の準備期間中に使用される。すなわち、準備期間
中においては、入側弁１１及び出側弁１６を閉じ、バイ
パス弁１８を開いて、排ガスをバイパス管１７に通し、
バケット２をバイパスするように操作する。そして、排
気ファン１４を経た排ガスは、集塵機１９によって除塵
された後、大気中に排出される。

なお、本例においては、排気ファン２０を集塵機１９の
後方にも設けて２基のファンとしている。しかし、排気
ファンは、集塵機１９の前方又は後方に設けた１基だけ
でもよい。また、排気ファン１４゜２０の回転数制御は
、該排気ファン１４．２０の双方又は一方のみについて
行ってもよい。

このようにして、電気炉３及び電気炉５て発生した排ガ
スは、バケット２に全量送り込まれる。

したがって、排ガスの保有熱がバケット予熱に効率良く
消費され、原料の予熱を迅速に行うことができる。また
、バケット入側圧力が一定に維持され、電気炉の炉内圧
変動が抑えられる結果、炉内圧上昇に伴う炉内からの発
塵による建屋内環境の悪化、又は炉内圧低下に伴う炉内
への侵入空気による熱効率の低下が抑制できる。

〔実施例〕

第１図に示した装置を用いて、ステンレス鋼スクラップ
等をバケット２で一次予熱し、電気炉３で二次予熱し、
電気炉５では二次予熱されたスクラップを溶解している
とき、電気炉３及び電気炉５で発生した平均温度３００
℃の排ガスを、バケット人側圧力にして一２００市水柱
に維持してバケット２に送り込んだ。

この排ガスの流量は、最大時９００　Ｎ　ｍ”７分、最
小時３００　Ｎ　ｍ’　７分であった。この排ガスの全
量をバケット２に送り込み予熱原料１の予熱を行ったと
ころ、予熱時間６０分で平均温度２７０℃にスクラップ
を予熱することができた。これに対し、比較例として、
流ｍ　７００　Ｎ　ｍ’　７分を超える分の排ガスにつ
いてはバケット２を迂回するバイパス管を経由して集摩
機１９に流しながら、予熱原料１の予熱を行ったところ
、予熱時間６０分でスクラップの平均温度は１８０℃で
あった。

このように、本発明によれば、充分な熱量がバケット２
内の予熱原料１に供給されるため、廃熱を有効に利用し
て予熱原料１を高温まで予熱することができる結果、排
ガスの一部をバイパス管に逃がす方法と比べて排ガスの
保有熱の回収景が約５０％向上した。また、電気炉の炉
内圧の変動も抑えられ、炉内からの発塵及び炉内への侵
入空気も抑制できた。更に、排ガスに浮遊しているダス
トの一部は、バケット２内の予熱原料１に捕捉された。

したがって、排気ファン１４から集塵機１９に送られる
排ガスも、その分だけダスト含を率の少ないものとなり
、集塵機１９の負荷が軽減した。

〔発明の効果〕

以上に説明したように、本発明においては、電気炉で発
生した排ガスの全量をバケットに送り込み、原料の予熱
に使用している。そのため、排ガスの保有熱は、原料予
熱に有効に回収され、バケット予熱を迅速に行うこと及
びその予熱温度を高くすることが可能となる。また、排
ガスの流量及び温度の変動に対しては、バケットの出側
に設けられた排気ファンの回転数を調節することによっ
て吸収されるため、バケット人側圧力をほぼ一定に維持
して原料が予熱される。他方、電気炉では炉内圧の変動
が軽減され、操業条件を安定させることができる。そし
て、炉内圧を一定に維持するのに必要なだけの回転速度
で排気ファンを運転するため、消費電力もＩＩ減できる
。更に、全量の排ガスがバケット内の原料層を通過する
ため、排ガスに浮遊しているダストがバケット内の原料
に捕捉され、集窒機に対する負荷も軽減される。このよ
うにして、本発明によるとき、原料予熱時の排熱の回収
効率を高め３、且つ電気炉の操業を安定させることがで
きると共に、排ガスの処理が効果的に行われる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明に従った原料予熱を組み込んだ予熱か
ら溶解までの全体的なフローを示す図である。特許出願人　　　　新日本製鐵　株式會社代　　理　　
人　　　　　　小　　堀　　　益　（ほか２名）手続補
正書特許庁長官　小　川　　邦　夫　殿１、事件の表示昭和６３年特　許　願第５４５９０号２、発明の名称排ガスを利用した原料の予熱方法３、補正をする者事件との関係　　特許出願人住　所　　東京都千代田区大手町２丁目６番３号氏　名
　　（６６５）新日本製鐵　株式会社代表者　　　齋　
藤　　　裕４、代理人６、補正の内容

Claims

【特許請求の範囲】

１、バケット内で一次予熱した固形原料を電気炉に投入
して二次予熱し、次いで予熱された原料を前記電気炉内
で溶解又は精錬する際、前記電気炉を２基又はそれ以上
配置し、その一部が二次予熱状態にあるとき残りの電気
炉を溶解又は精錬状態に置き、前記バケットに至るダク
トを経由して前記複数の電気炉で発生した排ガスを前記
バケットに導き、前記ダクト内における排ガスのバケッ
ト入側圧力に基づいて、前記バケットの出側に接続され
た排気ダクトに設けられている排気ファンの回転数を制
御することを特徴とする排ガスを利用した原料の予熱方
法。